中国教育科研网格计划ChinaGrid进展-金海

1、中国教育科研网格计划ChinaGrid进展金 海华中科技大学计算机学院hjinChinaGrid：中国教育科研网格教育部发起，在十五“211”二期支持下启动得到国家科技部863高性能计算重大专项支持目标：充分利用“中国教育科研网CERNET”优良的基础设施和它上面丰富、优质的各类资源，在中国乃至全世界建设一个最大、最先进、最实用的网格首批12所学校参加，目前已经发展成为20所高校已经初步形成5类典型应用生物信息学，图象处理，计算流体力学，大学课程在线，海量信息处理2中国教育科研网(CERNET)中国第二大IP主干网36个PoP覆盖了所有省会城市主干网为2.5Gbps DWDM总出国带宽超过80

2、0Mbps覆盖了200多个城市的1,300多所大学1500多万用户中国多数高校有自己的校园网3CERNET-1的总体结构 4建设内容校园网格平台建设ChinaGrid网格公共平台建设 网格应用平台及其典型应用建设图像处理网格 生物信息学网格 大学课程在线网格 计算流体力学网格海量信息处理网格5ChinaGrid（第一期）6ChinaGrid (现在)7各学校网格平台建设情况华中科技大学：0.8万亿次，5TB清华大学：1.3万亿次，20TB北京大学：1.5万亿次，10TB北京航空航天大学：0.7万亿次，10TB华南理工大学：0.9万亿次，20TB上海交通大学：0.5万亿次，9TB东南大学：1.0

3、万亿次，19TB西安交通大学：0.1万亿次，2.5TB国防科技大学：0.2万亿次，5TB东北大学：0.8万亿次，5TB中山大学：1.3万亿次，10TB山东大学：1.3万亿次，18TB西北工业大学：0.4万亿次，2TB浙江大学：0.6万亿次，3TB复旦大学：1.8万亿次，6TB同济大学：0.2万亿次，1TB中国科技大学：1.2万亿次，5TB电子科技大学：0.3万亿次，2TB中国人民大学：0.1万亿次，0.5TB兰州大学：0.3万亿次，1TBChinaGrid总能力：15万亿次，150TB8ChinaGrid总体部署图图像处理网格生物信息学网格远程教育网格大科防国清华学大大科华中学大山中学大京北大

4、交海上大交安西学大北东工理南华航北学大南东学大东山流体力学网格海量信息网格理处C E R N E TChinaGrid公共支撑平台(CGSP)高性能计算环境(校园网格)9什么是CGSP？ChinaGrid Supporting Platform, 为ChinaGrid建设和发展而研制的网格核心中间件符合OGSA架构，参照WSRF规范实现CGSP预览版在GCC2004上公布，1.0版本在2005年1月10日发布CGSP开发组由华中科技大学、清华大学、北京大学、北京航空航天大学、上海交通大学的开发人员联合组成，在清华大学信息技术国家实验室封闭开发半年目前已经有生物信息学、图像处理、计算流体力学等的

5、应用在该平台上调试通过10CGSP的应用现状从CGSP发布到现在，CGSP已经被下载超过300次目前ChinaGrid的所有学校校园网格平台已经全部采用CGSP，成为国内第一个统一网格平台的国家级网格系统11ChinaGrid公共支撑平台体系结构12GSIWS-SecurityCASSimpleCAData ManagementSecurityWSCoreResource ManagementInformation ServicesAuthz FrameworkRFTRLSOGSI-DAINew GridFTPXIOJAVAWS Core(WSRF)C WS Core(WSRF)MDS2WS-

6、IndexPre-WSGRAMWS-GRAMCSF(contribution)pyGlobus(contributed)Python Bindings(contributed)Data Center(CGSP)Portal SDK(CGSP)Programming Toolkits(CGSP)Resource-Index(CGSP)HyperService(CGSP)Proxy(CGSP)MetaData-Man(CGSP)InterDomain(CGSP)Topologic(CGSP)RemoteDeploy(CGSP)Job Manager(CGSP)WorkFlow(CGSP)HotDe

7、ploy(CGSP)GT3.9和CGSP13网格开发环境网格 PortalPortal 开发工具编程模型(RPC/并行/GridPPI+)资源封装工具安装工具包管理GUI作业定义工具域管理器信息服务服务元数据描述用户管理策略协商虚拟接口管理模块服务元数据管理模块服务匹配选择模块QoS管理节点信息收集信息服务容错机制状态监控作业管理数据管理 服务容器用户视图组织统一文件访问接口数据存储代理存储资源管理文件元数据管理器副本策略副本目录作业提交服务部署工作流流程管理作业状态监控作业调度作业SLA管理服务远程部署服务注册生命周期管理SOAP消息服务监控状态报告资源SLA管理跨域身份映射信息管理信息元数

8、据检索技术信息分类网格安全代理证书管理机制代理证书生成模块 认证中心(CA)SOAP加密传输域间登陆身份映射身份认证单点登陆资源访问控制ChinaGrid公共支撑平台CGSP 1.014ChinaGrid组织出版的网格系列丛书之一2004年10月于北京15CGSP的国际影响ChinaGrid已经和Globus联盟签订了MOU，将展开网格中间件的全面合作英国e-Science计划表示将CGSP作为e-Science重点研究的网格中间件之一德国的D-Grid项目将和ChinaGrid合作，采用D-Grid的Unicore客户端和CGSP服务器端新加坡拟与ChinaGrid展开访问网格的合作包括HP

9、、Intel、Sun、IBM等在内的国际知名IT公司都纷纷寻求和ChinaGrid展开合作161718AG4ChinaGrid进展：GridAsia 200519http:/20生物信息学网格21清华大学 硬件设备1.计算机系千亿次集群计算机， 2. 网络中心SUN 10000 机器， 3. 生物系的SGI Origin 2000 机器, 提供的服务PClustalw,Protein docking, Euler, ATGC,Genscan,Glimmer, 北京大学硬件设备1.生物信息中心 SUN Fire 48002.生物信息中心多台双奔四至强机器 3.生物信息中心 SUN Fire V8

10、80 4.生物信息中心浪潮英信NF420提供服务比对软件blast ,数据库检索工具SRSEmbl, swissprot,pdb,pfam等多种数据库服务西安交大硬件设备1.IBM RS6000机群系统， 2.交通大学接口服务器提供的服务 国防科技大学华中科大硬件设备浪潮天梭10000高性能计算集群 提供的服务基因分析软件GeneKey等华南理工大学硬件设备32位MPP Linux集群系统 64位的SMP计算平台 提供的服务mRNA分析软件sirnaPro等总结连接6个学校，10多台大型计算设备具有超过万亿次/秒浮点计算能力和超过5T的存储容量提供50多种生物信息软件/数据库服务每天超过5万人

11、次的访问量华中科技大学22生物信息学网格应用Euler大规模DNA序列拼接（清华大学）SARS病毒序列分析（清华大学）人类心血管相关基因的大规模分析（华中科技大学）蛋白质三维结构预测（华南理工大学）全基因组图谱拼装（国防科技大学）人类基因多态性研究及应用示范（西安交通大学）玉米雄性不育系的蛋白质组特征分析与应用示范（西安交通大学）23序列比对结果24序列比对（没有网格）查找到能够提供序列比对服务的服务器登陆该服务器学习使用方法查看数据库的更新时间提交计算任务，获取计算结果（花费大量时间）重复以上3步，直到获取所有可访问服务器的比对结果分析结果，根据数据库的更新时间，去除重复的结果（花费大量时间

12、）使用复杂、浪费时间、正确性不高25网格环境下的序列比对用户使用简单通过网页提交任务等待获取最终的计算结果系统自动更新和同步每天晚上12：00国内数据库通过CERNET从美国数据库更新数据库，保持同步每天早上凌晨4：00国内相关数据库相互更新，保持同步用户最后获取唯一比对结果，无需去除重复比对结果系统自动分割任务效率大大提高多台服务器同时比对序列的不同部分；计算结果最后整合没有重复比对操作26图像处理网格27图像处理网格应用数字虚拟人的三维重建（华中科技大学）医疗图像诊断（中山大学）遥感图像处理（国防科技大学）28数字化虚拟人头29多个节点同时完成30计算流体力学网格31计算流体力学网格应用飞

13、行器遗传优化设计（上海交通大学）分子动力学并行算法（西安交通大学）粉末冶金成形的模拟和优化（华南理工大学）大型地质灾害预测（东北大学）飞机和汽车设计中的计算电磁学（电子科技大学）32大学课程在线网格33课程资源贡献情况课程总数:233；总“讲数”:2566PK北京大学TS清华大学XJ西安交大SJ上海交大DB东北大学SD山东大学HN华南理工HZ华中科技DN东南大学HK香港城市大学DZ电子科技大学BH北航ZS中山大学通常一讲1小时左右，有些比较长34用户IP地址分布（2004年8月27日-2005年1月16日）服务器独立IP数累计HTTP GET次数北京大学1153595868376北京大学226410970北京邮电2922640255北航12110383清华大学818125083东北大学1358848936东南大学69671957中山大学93701260541服务器独立IP数累计HTTP GET次数山东大学1110128816中科大95131093657西安交大3981697464上海交大528265055西北工大1318160240兰州大学5101618136华中科技59864299华南理工387705687总独立IP数：25,807；累计HTTP GET：12,569,855应用情况全国至少有这么多人用过“大学课程在线”总访问次数